2016-12-21 15:55:28
頂管施工由于施工成本低、對環(huán)境干擾小、占地要求不高等特點(diǎn)，常用于城市地下管道工程。中鐵上海局市政公司在超大直徑頂管施工中不斷超越自我，在頂管裝備制造領(lǐng)域、關(guān)鍵技術(shù)方面不斷創(chuàng )新，成功攻克了頂管施工中的多項難題。
● 自主研發(fā)4米超大直徑頂管掘進(jìn)機
在超大直徑頂管施工中，適合直徑3.5米以上的頂管掘進(jìn)機在國內沒(méi)有，從國外引進(jìn)不僅費用高而且不一定能夠適應國內土質(zhì)特點(diǎn)，一旦“水土不服”，將造成巨大損失。為解決這一難題，在昆明尾水外排頂管工程中，中鐵上海局市政公司由副總工程師、項目部總工孫煥斌帶領(lǐng)技術(shù)人員攻堅克難，結合多年頂管施工經(jīng)驗，計算出了一整套完備的掘進(jìn)機技術(shù)參數，研發(fā)了國內第一臺4米超大直徑頂管掘進(jìn)機。
掘進(jìn)機面市了，但總重120噸的龐然大物如何運到施工現場(chǎng)難住了建設者。為此，該公司的技術(shù)人員提出了頂管掘進(jìn)機模塊化組裝方案，大膽將其一分為三，分為前段動(dòng)力模塊、中段糾偏模塊、末端電器模塊三部分，將拆解的模塊分別運至現場(chǎng)后再進(jìn)行組裝。
針對國內不同地質(zhì)特點(diǎn)，該公司技術(shù)人員還相繼研制出了面板泥水式刀盤(pán)、滾刀破巖刀盤(pán)等多種刀盤(pán)系統，為在復雜地質(zhì)下開(kāi)展超大直徑頂管施工打下堅實(shí)基礎。
● 研制新型漿液，降低頂管摩阻系數
超大直徑頂管施工位于地下十幾米處，要保證施工質(zhì)量安全，解決好地下減阻、長(cháng)距離供電、管道內測量是重點(diǎn)。
在過(guò)去的中小直徑頂管地下減阻中，國內建設者們更多地使用以膨潤土為主的頂管潤滑泥漿，但在粉砂、砂礫層地質(zhì)條件下潤滑效果較差，在超大直徑頂管施工中阻力效果更不能滿(mǎn)足減阻需要。為此，該公司技術(shù)人員積極采取校企聯(lián)合研發(fā)的模式，集合高校專(zhuān)家開(kāi)展新型減阻漿液的試制。
在昆明尾水外排4米超大直徑頂管施工中，技術(shù)人員根據現場(chǎng)地下地質(zhì)情況，提出漿液性能要求，由高校的技術(shù)團隊在實(shí)驗室對漿液原材料進(jìn)行試配，試配完成后再放到施工中驗證。經(jīng)過(guò)反復實(shí)踐，他們終于研制成功了以高分子聚合物等為原材料的A、B兩種新型漿液配方，并在昆明尾水外排頂管工程、上海白龍港工程中投入使用。數據顯示，新型漿液使頂管摩阻系數僅為原設計的1/3，成功解決了頂管機在粉砂、砂礫層地質(zhì)的阻力與管道沉降控制難題。
● 首創(chuàng )自動(dòng)導向系統，為長(cháng)距離頂管施工領(lǐng)航
為避開(kāi)城市地下相關(guān)既有管道，頂管掘進(jìn)機往往需要曲線(xiàn)頂進(jìn)，無(wú)形中加大了頂管頂進(jìn)偏移的風(fēng)險。尤其是超大直徑頂管施工，一旦頂偏將帶來(lái)嚴重后果。但在上海白龍港頂管“S”形曲線(xiàn)段頂進(jìn)中，頂管機出洞僅與原設計的頂管接收口誤差在10厘米以?xún)?。用技術(shù)人員的話(huà)來(lái)說(shuō)，“正中靶心！”如此精確的頂進(jìn)得益于該公司國內首創(chuàng )的長(cháng)距離頂管自動(dòng)導向系統。
該系統實(shí)現了計算機自動(dòng)控制和直接數據顯示，實(shí)現了頂管機前方、工作井測量后臺及地面監控室同步聯(lián)系，便于操作人員準確掌握頂進(jìn)方向的動(dòng)態(tài)，采集、分析糾偏油缸伸縮數據、軸線(xiàn)偏差值、頂管機運行狀態(tài)等，為頂管操作人員提供偏差數據，幫助其進(jìn)行機頭糾偏。
● 創(chuàng )新供電模式，保證施工不斷電
超大直徑頂管掘進(jìn)機對電力供應要求特別高。當電壓在末端供應低于頂管380伏供電電壓的5％時(shí)，電機就無(wú)法運轉。為此，技術(shù)人員首次在頂管施工中使用“升壓-輸電-降壓”的供電模式，本來(lái)需要碗口粗的三相電纜，最終只需一根搟面杖粗細的電纜即滿(mǎn)足了頂管掘進(jìn)機的供電需要，減輕了井下拖線(xiàn)工人的工作量。同時(shí)，為確保供電安全，他們還采用微機自動(dòng)保護裝置，設置五防聯(lián)鎖，通過(guò)傳感器系統實(shí)時(shí)監控供電全過(guò)程，將高壓關(guān)進(jìn)了安全籠子。這些難題的解決，使超大直徑長(cháng)距離頂管施工成為可能。
踏入國內超大直徑頂管領(lǐng)域以來(lái)，中鐵上海局市政公司的頂管技術(shù)人員一步一個(gè)腳印，用智慧與汗水澆灌科技之花，書(shū)寫(xiě)了頂管施工的新傳奇。
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